JPS61502696A - 自動車の伝動装置のためのはねかけ式潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車の伝動装置のためのはねかけ式潤滑装置本発明は、油だめを下側に形成し たケーシングと、歯車を備えた伝動装置軸とを具備し、オイルが油だめに完全に 充填されたときに、歯車の少なくとも一部がオイルに浸漬される、自動車の伝動 装置のためのはねかけ式潤滑装置に関する。

この種のはねかけ式潤滑装置は今日の伝動装置、特に自動車用伝動装置において 周知である。油だめのオイルに浸漬される歯車が、回転時にオイルを上方へ旋回 させるので、伝動装置ケーシングにはオイルの霧が充満し、この霧は必要なすべ ての個所の充分な潤滑を行う。

しかし、極端な運転条件の場合、特に温度が極端に低い場合、この種のはねかけ 式潤滑装置は欠点があることが判った。なぜなら、この低い温度の際に、伝動装 置オイルが比較的に高い粘性を・有し、粘性の高いこのオイルが伝動装置のオイ ルはね散らしまたは引きずりモーメントを要求し、それによって同期されない変 速を生じる程、伝動装置の同期装置が強く制動されるからである。これは伝動装 置の大きな損傷につながる。

なぜなら、今日の自動車用伝動装置は一般的に、同期されない誤変速に耐えられ るように設計されていないからである。というのは、伝動装置の同期装置がソフ トな変速操作を行うからである。

そこで本発明の基礎とする課題は、温度が極端に低い場合にも同期されない誤変 速が回避され、普通の運転温度の場合に変速に対する不利な作用を生じないよう に、冒頭に述べた種のはねかけ式潤滑装置を改良することである。

この課題は本発明に従って、油だめが中空室に接続され、伝動装置の運転温度が 低いときにオイルが油だめから中空室に移送されることにより解決される。

この手段は、温度が低いときにはねかけ式潤滑装置の潤滑作用が低下するという 利点がある。特に、低温時の粘性の高いオイルがもはや同期装置に達せず、それ により変速時に互いにかみ合う伝動装置部分の同期が妨げられない。これに対し て、普通の運転温度のときには、オイルの全量が使用されるので、伝動装置の金 属性の摩擦音または衝突音の発生が確実に阻止される。

オイルはポンプ等によって油だめから中空室へまたはその逆へ移送可能である。

一実施態様に従って、オイルが吸引によって移送されると好都合である。なぜな ら、モータのような駆動装置を備えた特別な要素を必要としないからである。

本発明の好ましい実施態様では、所定の下限−運転温度のときに歯車がもはやオ イルに浸漬されない程度に、充填レベルが吸引によって降下する。

この手段は、前記の限界温度以下では、伝動装置ケーシング内にオイル霧が発生 しないという利点がある。

普通の方法で潤滑される歯車側面はこの霧の無発生に耐えることができる。なぜ なら、短時間経過後、特に１分または数分経過後、下限温度を上回り、従って直 らに充分な潤滑が行われるからである。この短いインターバルの間、同期手段だ けがはねかけられる高粘性のオイルによって湿らず、従って故障を生じること無 く作動することができる。

本発明の他の実施態様では、中空室の一部に、膨張温度係数の大きな材料が充填 されている。

この手段により、特別なオイルポンプ等を必要とせず、保守不要の材料を中空室 内に固定配置することができる利点がある。

この実施態様の場合には、材料が弾性的な袋に入れられ、かつ限界−運転温度を 上回るときに気化すると、非常に良好な作用が達成される。

この手段により、前記の下限運転温度のときに“切り換え”が次のように開始さ れる利点がある。すなわち、この温度の上では油だめが普通のごとく充填され、 限界温度のＦでは、ｉ＋ｌ＋だめの充填レベルが急激に下がり、それによって歯 車がもはやオイルに浸ｔｈされず、従って−１−記の利点が生じるように、切り 換えが開始される利点がある。更に、この手段により、限界温度を−に１回ると 、直ちに普通のはねかけ式潤滑が再び可能になり、従って充填レベルの降下がそ れを必要とする温度範囲においてのみ効果的に行われる。

この場合、材料は本発明に従って、フリゲン（Ｆｒｉｇ−ｅｎ　）の名称で売買 されているようなりロロフロロカーボンとすることができる。この材料は大量生 産的に生成され、従って比較的に安価である。

本発明の一実施態様では、中空室がケーシングの横に設けられ、かつ通路を介し て油だめに接続されている。

この手段により、本発明に係るはねかけ式潤滑装置を非常にコンパクトに形成す ることができる利点がある。なぜなら、伝動装置の横への付は足しが比較的に小 さくて済むからである。

本発明の他の実施態様では、中空室が中空の伝動装置軸である。

この手段は一方では、実質的に付加的な組み込みが不要であり、特に伝動装置の 外形寸法が増大しないという重要な利点がある。他方においてこの手段は、普通 の温度ではオイルが入らない中空室を備えた伝動装置中空軸が、中実の伝動装置 軸よりもはるかに軽量であり、従って伝動装置の慣性モーメントが小さくなると いう利点がある。慣性モーメントが小さくなると、加速力が増大するかまたは燃 料消費量が少なくなる。

この場合、材料が細長い袋の中に入れられていると好都合である。なぜなら、伝 動装置軸の中空室へのオイルの充填および排出が最適の状態で行われるからであ る。

中空の伝動装置軸を用いた実施態様の変形では、中空室が液密の回転継手と管路 を介して油だめに接続されている。

この手段は、オイルパン内の可変の充填レベルを、吸引作用だけによってまたは 管路内に設けたポンプ等によって変えることを可能にする。

しかし、この実施態様の他の変形では、中空室が、軸外壁または軸外壁と歯車を 通る半径方向の通路を介して、油だめに接続されている。

この手段は、比較的に高価な回転継手を必要とせず、伝動装置軸の中空室と油だ めの間のオイルの交換がひとりで行われるという利点がある。

その際、オイルの温度が低い運転温度まで下がったときに、オイルが通路を流過 てきないように、通路の内側横断面積が定められていると好都合である。

この手段は、エンジンの低温スタート時に伝動装置軸の中空室に含まれるオイル が先ずそこに留どまるので、オイルパンの充填レベルが低いという利点がある。

伝動装置が普通の運転温度まで暖められて初めて、オイルが流動しやすくなり、 従って遠心力の作用により、充分な大きさの横断面積を有する通路を通って外方 へ向かってオイルパンに流出し、そこの充填レベルを高める。

他の変形の場合には、弁が通路内に設けられ、温度が低い運転温度まで下がった ときに弁が通路を遮断する。

この手段は、前述の実施態様に関して述べた利点と同じ利点がある。この場合し かし１．弁は、高粘性のオイルにとって狭ずぎる横断面積の通路の機能を有する 。

他の好ましい変形では、弁が通路内に設けられ、伝動装置軸の回転時に弁が上方 傾斜位置にあるときに、弁が通路を遮断する。その際、弁が閉鎖部材を有し、こ の閉鎖部材が傾斜位置において重力の作用を受けて弁を閉鎖する。

この手段は他の重要な利点を有する。すなわち、伝動装置の停止後、オイルから 出ている通路力１弁によって閉鎖されるので、伝動装置の冷却の際に、オイルが 油だめから伝動装置の中空室に吸い込まれる。伝動装置が完全に冷却されると、 特に低い大気温度まで冷却されると、伝動装置軸の中空室はほぼ完全に充填され 、油だめの充填レベルは相応して低くなる。このレベルは伝動装置軸の中空室の 充填レベルよりもはるかに低い。

弁が重力で操作される閉鎖部材を備えていると、伝動装置の普通の運転時に閉鎖 部材が邪魔にならないという利点がある。なぜなら、伝動装置軸の回転時に発生 する遠心力が弁を常に開放するよう保持するからである。

他の効果は以下の記載および添付の図面から明らかになる。

以下の記載において、図に示した本発明の詳細な説明する。

第、１図は、運転温度が低いときの、本発明に係るはねかけ式潤滑装置の概略図 、 第２図は、普通の運転温度のときの第１図と同様な図、 第３図は、中空の伝動装置軸を備えた本発明の係るはねかけ式潤滑装置の実施例 を示す図、第４図は、はねかけ式潤滑装置の変形の、第３図と同様な簡略図、 第５ａ、５ｂ図は、第５図に係るはねかけ式潤滑装置の異なる運転状態と異なる 実施形を示す、■−■線に沿った断面図、 第６ａ、６ｂ図は、第５ｂ図の右半分に係る潤滑装置の実施形において使用され るような弁の概略図である。

第１図において、１０は伝動装置のケーシングを略示している。このケーシング に、歯車１２を備えた伝動装置軸１１が支承されている。ケーシングｌＯの下方 範囲において、ケーシングは油だめ１３を形成している。第１図における油だめ の充填レベル１４は、歯車１２がオイルに浸漬しないように、低くなっている。

ケーシング１０の横には、閉鎖された中空室１５が設けられている。この中空室 １５内には貯蔵オイル１７があり、第１図の運転状態の場合にはオイルの充填レ ベル１８が比較的に高くなっている。中空室１５は。

通路１９を介して油だめ１３と連通している。

第１図のはねかけ式潤滑装置は運転温度が比較的に低い状態にある。この場合、 膨張体１６が極端に収縮している。従って、オイルの所定量が閉鎖された中空室 Ｉ５に吸い込まれている。この中空室は通路Ｉ９を介してのみ外室と連通してい る。その際、中空室１５の内側寸法、特に膨張体１６の寸法とその膨張の温度係 数は、次のように定められている。すなわち、例えば−３０℃の下限−運転温度 を下回ると、歯車１２がもはや油だめ１３に浸漬されない充填レベル１４．１８ となるように、膨張体１６が収縮するよう定められている。

今、運転者が車両を運転すると、歯車１２と第１図に示していない同期手段は潤 滑されない。従って、同期手段は、粘性が高い低温のオイルによってべとつくこ とがなく、よって温度が低いにも拘わらず、普通の同期化された変速が行われる 。

例えば数分の非常に短い時間運転した後で、伝動装置が暖まり、膨張体１６は第 ２図に示すようにがなり膨張する。膨張体！６の膨張の際に、貯蔵オイル１７は 通路＋９を通って油だめ１３の範囲に押し戻され、従って充填レベル２Ｉが低く なり、油だめ１３の充填ノベル２０が高くなる。それにより、潤滑装置は第２図 に示すように普通の運転状態となる。この状態では、歯車１２の少なくとも一部 が油だめ１３に浸漬される。

本発明は、オイルパンから中空室へまたはその逆に行われる、第１．２図に示し た温度に依存するオイルの吸引または押し込みに限定されない。勿論、温度に依 存するこの吸引機構の代わりに、オイルポンプ等を使用してもよい。このオイル ポンプは温度に依存して制御され、オイルパン内の充填レベルを変える。

第３図に示した実施例の場合には、中空軸として形成された伝動装置軸３Ｉがケ ーシング３０内に設けられている。その際、軸外壁３２は軸３！の中空室３３を 取り囲んでいる。軸外壁３２には歯車３４，３５゜３６．３７が取り付けられて いる。中空室３３内には、長手方向に延びる膨張体３８が設けられている。膨張 体３８以外の中空室３３の部分は液密の回転継手３９、管路４０および接続管４ １を介して、ケーシング３゜の底範囲の油だめ４２に接続されている。潤滑装置 の普通の運転の場合の充填レベルは４３で示しである。

一方、非常に低い伝動装置温度のときの充填レベルは４４で示しである。

第３図に示した実施例の作用は第１．２図に示した実施例の作用とほぼ同じであ るが、伝動装置軸３！の中空室３３が利用される点が異なる。温度が低い場合に は、膨張体３８が収縮し、オイルが油だめ４２がら接続管４１、管路４０および 回転継手３９を介して伝動装置軸３１の中空室３３に吸い込まれ、従って下限運 転温度に達すると、油だめ４２のレベルは充填レベル４４になる。この場合、歯 車３４〜３７はもはやオイルに浸漬されない。　１ 自動車の運転開始後、第３図の伝動装置が下限温度を上回ると、膨張体３８が再 び膨張し、中空室３３内に貯蔵されたオイルは油だめ４２に押し戻される。

膨張体Ｉ６または３８による最大ポンプ作用を得るためには、膨張体に関して、 できるだけ大きな膨張温度係数を有する材料を選択しなければならない。材料と してクロロフロロカーボンを使用すると非常に好都合である。なぜなら、この材 料が該用途に適した温度範囲で気化し、所定の限界温度で容積が急激に増大また は減少するからである。従って、本発明に係るはねかけ式潤滑装置は“切り換え 特性”を有する。この場合、予め選定された下限−運転温度で、はねかけ式潤滑 が“開始”または“終了”する。

特に気化する膨張体を使用する場合、膨張体は本発明に従って弾性的な袋に入っ ている。この袋は第１゜２図の実施例では２２で、第３図の実施例では４５で示 しである。第３図の実施例の袋４５は細長く形成すると好都合である。それによ り、中空室３３の全容積が影響を受け、かつ非常に良好なポンプ作用が得られる 。

第４図の実施例の場合には、第３図の潤滑装置に非常によく似たはねかけ式潤滑 装置が使用されている。

違いは、伝動装置軸３１が軸端部５０，５１において閉鎖され、従って第３図に 示すような回転継手３９が設けられていないことにある。第４図の実施例の場合 、中空室３３と油だめ１３の間の接続は、半径方向の通路５２．５３によって行 われる。この各通路は特に、周にわたって複数個分配配置されている。通路５２ は歯車の無い位置で軸外壁３２を貫通している。一方、通路５３は軸外壁３２と 歯車３６を貫通し、しかも歯車の歯元まで貫通している。

第４図のはねかけ式潤滑装置によって、異なる変形と作用が可能である。これに ついては、次に、第５ａ。

５ｂ図に基づいて説明する。第５ａ、５ｂ図はそれぞれ第４図の■−■線に沿っ た断面図である。

第５ａ図から判るように、例えば４個の通路５３ａ。

５３ｂ、５３ｃおよび５３ｄが周にわたって分配配置されている。第５ａ図は普 通の温度で作動する伝動装置の運転状態を示している。この作動は回転する伝動 装置軸３１のための矢印によって示しである。遠心力の作用によって、中空室３ ３は空になっている。なぜなら、オイル全部が中空室３３から充分に大きな通路 ５３ａ〜５３ｄを通って油だめ１３に流出するからである。

伝動装置軸３１が回転するこの運転状態では、例えば第１の充填レベル５４にな る。

今、例えば伝動装置を備えた車両の運転を止めることにより伝動装置が停止ケる と、第１の充填レベル５４が、第５ｂ図の左芋部に示した第２の充填レベル５５ に後退する。すなわち、伝動装置軸が停止すると、オイルは例えば通路５３ｄを 通って矢印５６の方向に流れ、中空室３３の一部を満たす。この場合、油だめ１ ３と中空室３３は同一の第２の充填レベル５５となる。なぜなら、この油だめと 中空室が互いに連通しているからである。オイルが５６のところから通路５３ｄ に流入できるようにするために、予め中空室３３内にある空気は、通路５３ａを 通って中空室３３から矢印５７の方向に流出する。

第５ｂ図の右半部に示すようなはねかけ式潤滑装置の変形の場合には、上記運転 状態において、通路５３ｂ′が閉鎖される。先ず、第５ｂ図の左半部の状態にな るまで、オイルが矢印６２の方向に通路５３ｃに流入する。しかし、通路５３ｂ ′が閉じると、伝動装置の冷却時に中空室３３の中の残留空気とオイルが少なく なるので、他のオイルが通路５３ｃを通って矢印６２の方向に吸い込まれる。最 低温度に達すると、中空室３３の中は、第２の充填レベル５５よりも高い第３の 充填レベル５８になる。一方、油だめ！３の中は、前記の両充填レベル５５．６ ３よりも低い第４の充填レベル５９になる。

第５ａ図と第５ｂ図の間には、運転時の第１の充填レベル５４の下降度合が示し である。この場合、第５ｂ図の左半部の実施例との充填レベルの差が６０で示さ れ、第５ｂ図の右半部の実施例との差が６１で示しである。

第６ａ、６ｂ図には、第５ｂ図の右半部において通路５３ｂ′を閉鎖するために 使用可能であるような弁が示しである。

第６ａ図は第５ｂ図の右半部の運転状態を示している。この場合、弁は上方へ傾 斜配置され、伝動装置の温度は比較的に高い。これに対して第６ｂ図は、伝動装 置ｔＩＩＩ３１の回転によって弁が下方へ傾斜配置され、伝動装置の温度が比較 的に低い運転状態を示している。

第６ａ図と第６ｂ図から判るように、第６ａ図の下側から見て、通路５３ｂ′は 先ず、比較的に大きな第１の孔７０を備えている。この孔には比較的に狭い通路 ７１が接続している。第１の孔７０と通路７１の間には、温度に依存して操作さ れる弁が設けられている。

この弁は、非常に簡略化された図では、弁円錐体７２とバイメタルホルダー７３ によって形成されている。

通路７１の上には、上方が開放した弁円錐体７２が接続している。この弁円錐体 は、中でボール７５が動く第２の孔７６に接続している。この孔はポール７５を 案内する側方の長溝７７を備えている。孔７６はその上端において狭い通路７８ に移行している。この場合、ウェブ７９が孔７８を横切っている。

第６ａ、６ｂ図の構造体・は、異なる二つの目的を有する。

先ず、通路７１の開口、弁円錐体７２およびバイメタルホルダー７３からなる、 温度に依存して制御される弁は、運転温度が非常に低いときに伝動装置軸３１の 中空室３３内のオイルを保持するために設けられている。比較的に高い普通の運 転温度の場合には、第６１図に示すようにバイメタルホルダー７３の変形によっ て弁円錐体７２が持ち上げられることにより、弁が開放し、第５ａ図の作動状態 になる。この場合、オイルは遠心力の作用を受けて、伝動装置軸３１の中空室３ ３から放出される。

しかし、伝動装置が停止した後で、前述の方法でオイルが中空室３３に充填され 、運転温度が下がると、バイメタルホルダー７３が第６ｂ図に示した状態になる 。この場合、弁円錐体７２は通路７１を遮断する。

伝動装置の運転温度が弁７１／７２／７３を再び開放する温度になるまで、中空 室３３内のオイルは中空室内に保持され、油だめ１３の充填レベルは低い充填レ ベル５５または５９に保たれる。

ボール７５と円錐座７４とからなる弁は、上記と無関係の機能を有する。この弁 は、第５ｂ図の右半部の運転状態に相当する第６ａ図に示す位置において、中空 室３３と浦だめ１３の上方の周りの外室との接続部を閉鎖することによって、中 空室３３内へオイルを更に吸引することを可能にする。そのために、ボール７５ が重力の作用により円錐座７４に載り、通路７１を遮断する。これに対して、伝 動装置軸３１の下半部に位置する弁は、第６ｂ図に示す状態にある。この状態で は、ボール７５がウェブ７９に載り、オイルが通路７８、長溝７７、通路７１お よび第１の孔７ｏを通って油だめ１３に吸い込まれる。このようにしてオイルが 吸い込まれる間は、第６ｂ図と異なり、弁円錐体７２は通路７Ｉから更に離れ、 限度温度に達して初めて閉じる。

第５ａ図に示した伝動装置の普通の運転の際には、ボール７５は同様に、第６ｂ 図に示した位置を占める。

なぜなら、遠心力の作用を受けて、ボールがウェブ７９に載るからである。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　τＯＴＥＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ！（ＲＥＦ ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．油だめ（１３；４２）を下側に形成したケーシング（１０；３０）と、歯車 （１２；３４〜３７）を備えた伝動装置軸（１１；３１）とを具備し、オイルが 油だめに完全に充填されたときに、歯車の少なくとも一部がオイルに浸漬される 、自動車の伝動装置のためのはねかけ式潤滑装置において、油だめ（１３；４２ ）が中空室（１５；３３）に接続され、伝動装置の運転温度が低いときにオイル が油だめ（１３；４２）から中空室に移送されることを特徴とするはねかけ式潤 滑装置。
2. ２．オイルが吸引によって移送されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の はねかけ式潤滑装置。
3. ３．所定の下限−運転温度のときに歯車（１２；３４〜３７）がもはやオイルに 浸漬されない程度に、充填レベル（１４，２０；４３，４４）が吸引によって下 がることを特徴とする請求の範囲第２項記載のはねかけ式潤滑装置。
4. ４．中空室（１５；３３）の一部に、膨張温度係数の大きな材料が充填されてい ることを特徴とする請求の範囲第２項または第３項記載のはねかけ式潤滑装置。
5. ５．材料が弾性的な袋（２２；４５）に入れられ、かつ限界−運転温度を上回る ときに気化することを特徴とする請求の範囲第３項と第４項記載のはねかけ式潤 滑装置。
6. ６．材料がクロロフロロカーボンであることを特徴とする請求の範囲第５項記載 のはねかけ式潤滑装置。
7. ７．中空室（１５）がケーシング（１０）の横に設けられ、かつ通路（１９）を 介して油だめ（１３）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１〜６項 のいずれか一つに記載のはねかけ式潤滑装置。
8. ８．中空室（３３）が中空室（３３）が中空の伝動装置軸（３１）であることを 特徴とする請求の範囲第１〜６項のいずれか一つに記載のはねかけ式潤滑装置。
9. ９．中空室（３３）が液密の回転継手（３９）と管路（４０）を介して油だめ（ ４２）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第８項記載のはねかけ式潤 滑装置。
10. １０．中空室（３３）が、軸外壁（３２）または軸外壁（３２）と歯車（３６） を通る半径方向の通路（５２，５３）を介して、油だめ（１３）に接続されてい ることを特徴とする請求の範囲第８項記載のはねかけ式潤滑装置。
11. １１．オイルの温度が低い運転温度まで下がったときに、オイルが通路（５２， ５３）を流過できないように、通路（５２，５３）の内側横断面積が定められて いることを特徴とする請求の範囲第１０項記載のはねかけ式潤滑装置。
12. １２．弁が通路（５３ｂ′）内に設けられ、温度が低い運転温度まで下がったと きに、弁が通路（５３ｂ′）を遮断することを特徴とする請求の範囲第１０項ま たは第１１項記載のはねかけ式潤滑装置。
13. １３．弁が通路（５３ｂ′）内に設けられ、伝動装置軸（３１）の回転の際弁が 上方傾斜位置にあるときに、弁が通路（５３ｂ′）を遮断することを特徴とする 請求の範囲第１０〜１２項記載のはねかけ式潤滑装置。
14. １４．閉鎖部材（７４，７５）が傾斜位置において重力の作用を受けて弁を閉鎖 することを特徴とする請求の範囲第１３項記載のはねかけ式潤滑装置。